數字集群

集群通信簡介 移動通信系統按其使用性質可以分為公用移動通信系統和專用移動通信系統。集群通信系統屬於專用移動通信系統，它是一種專用高級指揮調度系統。其特點是系統內所有可用通道為系統內的全體用戶共享，具有自動選擇通道功能。它是共享資源、分擔費用、共用通道設備及服務的多用途、高效能的無線調度通信系統。由於集群系統主要側重於指揮、聯絡、調度，其應用需求可遍及鐵道運輸、公路交通、民航航運、公安消防以及重大事件與突發事件應對等各行各業的方方面面。隨著數字話音編碼、數字調製技術、多址技術、抗衰落技術以及數字信令控制和數字語音終端等數字技術在集群通信系統中的廣泛應用，九十年代出現了數字集群通信系統。數字集群特點（1）組呼和群呼功能對用戶進行分組，分為一組的用戶可以使用同一個通道進行呼叫，組內的其他用戶都可以收到，從而很容易完成同一個行動小組內的通信，並且不受其他的影響。RA支持延遲進入的模式，也就是小組成員可以隨時加入小組，進行呼叫和接收。群呼功能就是“一呼百應”的模式，一個用戶發起呼叫，全網用戶都可以接收，並且只佔用一個通道，這尤其適合大型集會等場合的調度指揮，是一般移動通信無法完成的。（2）用戶優先順序不同等級的用戶具有不同的優先順序，高等級的用戶可以進行強拆和強插，也就是可以隨時中斷低等級用戶的通信，從而有效的保證高等級用戶的通信。這樣可以保證在通道比較忙的時候，有效的保證高等級用戶的信息發出（例如中心站的指揮信息，現場用戶的實時信息等）。不會像公網那樣因為通道阻塞而無法通信。（3）單站模式和脫網直呼設備在設計的過程中考慮了多種冗餘、備份並支持降級使用功能。在基站和控制中心失去聯繫的情況下，基站自動轉為單站模式，只要基站能保證供電。在這種情況下，同一基站覆蓋範圍的終端用戶仍能保持通話，可以實現組呼等功能。並且可以啟動備份的無線鏈路，從而保證基站與控制中心的連接。終端還具有脫網直呼的功能，在接收不到基站的信號的時候，可以轉為對講模式，保證用戶之間的通信。（4）大區制組網實施大區制低密度組網，一個基站可以覆蓋幾十公里的範圍，因而只要少數幾個基站就可以完成對一個地區的覆蓋，如果在對基站進行備份和獨立的電源設計，抗毀性高，可以有效的保證應急情況下的通信。如果一個地區通信中斷，還可以以移動基站等的形式進行覆蓋，一個單載波移動基站，體積小，供電省，覆蓋距離大，可以保證一定區域內有效地調度指揮等功能。數字集群標準 國際上著名的數字集群標準有歐洲電信標準協會（ETSI）制定的歐洲集群標準TETRA系統和美國的iDEN系統，北美的APCO Project25，以色列的FHMA標準，歐洲的DMR標準，中國的PDT標準等。提交給ITU（國際電信聯盟）的數字集群系統列入數字集群報告中的有美國的Project25調度系統、泛歐TETRA系統等7種技術體制。這也是國際上主要的幾種數字集群移動通信系統。我國現狀 2000年12月28日，我國信息產業部正式發布的《數字集群移動通信系統體制》（SJ/T11228-2000）行業推薦標準，參照國際標準TETRA（體制A）和美國國家標準iDEN（體制B），確定了兩種集群通信體制。後來又加入了我國自主的GoTa和GT800兩種體制。目前我國現有數字集群標準有四個：歐洲的Tetra，美國的Iden，以及我國中興和華為公司的GOTA和GT800。國產的兩個標準都是在公網基礎上改進而來的，在入網時間及脫網直通等方面無法滿足專業用戶的需求。美國的Iden也是從公網改進而來的，存在同樣的問題。只有Tetra能夠滿足包括公安在內的專業用戶的需求。但Tetra也存在覆蓋區域小、建網成本高、各廠商的設備無法互聯、很難與模擬系統兼容以及國外知識產權壁壘等問題。中國公共安全行業亟需一個具備自主知識產權，並適合國內公共安全模擬系統數字化改造的新數字集群標準。鑒於上述情況，公安部科技信息化局組織國內部分有研發能力的MPT模擬集群系統提供企業和研究單位，經過兩年多的努力，參考了歐洲和美國的數字集群標準，制定了一部具有我國自主知識產權的數字集群標準——PDT(Professional Digital Trunking) ，簡稱PDT標準。 PDT標準是一種根據中國的國情，注入了中國廠商自主創新因素的全新數字集群體制。PDT標準具有覆蓋區域大、國產加密演演算法加解密、廠家系統互聯互通、向下兼容模擬系統、技術簡單造價低等優勢。PDT標準將以公安警用需求為基礎，逐步擴展到其他行業，力爭成為全球主流的數字集群標準之一。 2008年8月4日，公安部科技信息化局在深圳組織國內5家集群通信系統生產企事業單位，探討制定適合我國國情的數字集群新標準的可行性，此後陸續又有5家公司陸續加入了標準的制定。為加快系列標準的制定和完善，儘快推出符合實戰需求的產品，參與企業自發成立了PDT數字集群產業創新技術戰略聯盟，集合國內產業界的力量共同推進。目前PDT聯盟共有國內外成員26家。在公安部、工信部、國家標準委的指導幫助下，2010年，PDT獲得2項國家標準立項批複，2011年獲得7項公安行業標準立項批複，2012年又獲得3項國家標準立項批複。截至目前，已有4項公安行業標準完成制定並報批，1項公安行業標準完成徵求意見，另有2項公安行業標準正在制定中。3項國家標準達到徵求意見稿的水平，即將進入標準發布流程，另有2項國標正在草案修訂階段。標準制定過程中，PDT聯盟成員聲明共享的專利技術多達三十餘項，採納並融入標準的專利技術多達十餘項，使PDT標準技術含金量已經完全可以和國際主流技術標準進行抗衡。ＰＤＴ標準具有廣泛的適用性，既適用於公安、軍隊、交通、鐵路、急救等行業部門，也適用於市政、石油石化、機場碼頭、高級酒店等大型企事業。

GT800是我國擁有自主知識產權，基於時分多址的專業數字集群新技術，通過對TDMA和TD-SCDMA進行創造性地融合和創新，為專業用戶提供高性能、大容量的集群業務和功能，系統穩定，可持續發展能力強。技術創新集中體現在集群特性的實現與增強方面，已形成了數十項集群技術核心專利。

1、群組業務

GT800通過通道共享，實現群組業務，極大地提高了網路資源的利用率，又保證了其它集群特性很好地實現，該設計可形成3項核心技術專利。涉及數以千計用戶的GT800群組業務，只需通過共享一個業務通道實現，呼叫發起方共享上行通道，接聽方共享下行通道。

2、快速呼叫

GT800的快速接續特性突出，初始呼叫接續速度小於1s，PTT速度小於500ms，已申請5項快速呼叫專利。GT800根據快速呼叫建立的特定要求，創造性地進行呼叫流程設計、無線介面增強、網路層次優化等，通過多個層面的創新，實現了“一按即通”功能，完全滿足專業用戶的快速呼叫建立要求。

3、安全性增強

GT800具有值得高度信賴的安全性，滿足公共安全及特殊行業需求，已申請5項安全方面的核心技術專利，最終預計可形成15項核心專利。GT800數字集群系列核心晶元和關鍵演演算法完全由我國自主設計，採用國內自主的端到端用戶加密介面和流程，支持多種終端加密模塊的開發及密鑰管理機制，並定義了系統與終端之間的控制信令，實現終端的遙開/遙斃等，為不同用戶，提供不同級別的安全性保障。

4、可靠性增強

GT800提供集群、故障弱化及直通多種工作方式，保證系統業務提供的可靠性。GT800在可靠性增強方面，已申請13項核心技術專利。GT800故障弱化方式提供基站在傳輸斷鏈或網路設備故障情況下，在本基站覆蓋範圍內提供基本群組呼叫和點對點業務能力。GT800在涉及基站交換能力、基站配置、容錯演演算法等方面進行大量創新。GT800直通工作方式定義終端之間直接通信的能力。即使在專業用戶離開服務區的情況下，也能為專業用戶提供基本的集群業務，不僅提高了GT800提供集群業務的可靠性，還拓展了專業用戶集群業務的應用場合。

5、集群補充業務

GT800在集群補充業務方面，進行了卓有成效地創新，提供豐富的集群補充業務，現已申請涉及補充業務技術專利5項。GT800在動態重組方面定義了系統與終端(包括調度台)的信息交互介面和NCH，實現了控制終端群組信息和動態重組功能。GT800的中繼合法監聽、環境監聽、縝密監聽等集群業務能力，涉及呼叫控制、用戶優先順序管理、終端呼叫流程設計等方面，其它集群類補充業務主要集中在接入管理、許可權控制、地面電路、空口信令等方面，預計最終可形成15項專利技術。

6、GT800技術融合

GT800在TDMA和TD-SCDMA技術融合方面進行了大量創新，保證GT800集群技術可持續發展，已申請核心技術專利5項，在TD-SCDMA集群能力增強方面，取得了多項突破，預計可形成核心技術專利15項。

GT800成功地對TDMA和TD-SCDMA技術進行多方面地創新，在集群特性、技術融合等方面形成數十項專利技術，所有專有技術在產業鏈內開放，全面促進GT800產業鏈的進一步壯大，推動我國集群應用的發展。

①需要制定國家統一的自主創新標準，使各種專業移動通信設備能互聯互通。專業移動通信突出的特點是“急”，在應對緊急突發事件時，能快速組織集成指揮調度網。否則汶川地震時，各個救援隊伍自帶的通訊器材不能互聯互通無法統一實施調度指揮的教訓就可能再次重演。

②需要支持專業移動通信模轉數以及安全性升級。現在的公共安全領域的服務，更多的依靠多媒體業務，如：定位信息，現場圖像傳輸，可視化指揮，移動辦公，上傳和下載行動信息以及安全加密業務等等都需要具備高速數據傳輸的寬頻移動通信網路。